JP5895677B2 - 表示シート、表示シートの製造方法、表示装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、表示シート、表示シートの製造方法、表示装置および電子機器に関するものである。

従来から、粒子の電気泳動を利用した電気泳動表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような電気泳動表示装置は、可搬性および省電力性を有している点で優れている。特許文献１に記載の電気泳動ディスプレイは、対向配置された一対の基板と、これらの間に設けられた表示層とを有している。表示層は、隔壁によって複数のセルに分割されており、各セルには、電気泳動粒子を分散媒に分散してなる分散液が充填されている。

このような電気泳動表示装置では、隔壁と基板とが粘着剤層（接着剤）を介して接合されている。しかしながら、隔壁と基板との接触面積（すなわち、隔壁の頂面の面積）が小さいため、隔壁と基板との接合強度を十分に高めることができない。特許文献１では、隔壁の頂面に溝を形成して、粘着剤層との接触面積を増やすことで接合強度を高めているがそれでも不十分である。そのため、例えば、電気泳動表示装置が湾曲変形するなどして比較的大きな応力が加わると、基板から隔壁が剥離し、剥離した部分を介して、隣り合うセル間での電気泳動粒子の移動が生じる。これにより、電気泳動粒子の偏りが生じ、表示特性が悪化するという問題がある。

また、特許文献１では、隔壁内を分散媒が通過できないため、例えば、表示面が押圧等されることによって、所定のセルに比較的大きな圧力が加わった場合でも、その圧力を周囲のセルに分散させることができない。そのため、前記圧力によって、基板から隔壁が剥離するという問題もある。
このように、特許文献１では、もともと基板と隔壁との接着強度が弱く、さらに、その構成上、基板からの隔壁の剥離が生じ易いという問題、すなわち機械的強度が低いという問題がある。

特開２００９−２７１３８７号公報

本発明の目的は、優れた機械的強度を有する表示シート、表示シートの製造方法、表示装置および信頼性が高い電子機器を提供することにある。

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の表示シートは、表示面側に設けられた第１の基板と、
前記第１の基板に対して対向配置された第２の基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板側に設けられた接着層と、
前記接着層と前記第２の基板との間に設けられた表示層と、を有し、
前記表示層は、該表示層を複数の領域に分割する隔壁と、各前記領域内に充填され、正または負に帯電した少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液と、を有し、
前記隔壁は、多孔質であり、前記第１の基板側の端部が前記接着層と接着しているとともに、前記端部の空孔内に前記接着層が浸透していることを特徴とする。

このように、隔壁の空孔内に接着層が浸透することにより、隔壁と接着層との接触面積を大きくすることができ、これらを強固に接合することができる。また、隔壁の空孔を介して隣り合う領域間の分散媒の移動が可能であるため、各領域内の圧力を均等に均すことができる。したがって、所定の領域に過度な圧力（応力）が加わってしまうことを防止することができる。そのため、優れた機械的強度を有する表示シートが得られる。

本発明の表示シートでは、前記隔壁は、前記分散媒の通過を許容し、前記粒子の通過を規制することが好ましい。
これにより、領域間での粒子の移動が防止されるため、粒子の偏りを防止することができる。そのため、優れた表示特性を維持することができる。
本発明の表示シートでは、前記隔壁は、前記第１の基板側へ向けて幅が漸減するテーパー状をなしていることが好ましい。
これにより、隔壁の機械的強度を高めつつ、表示面の開口率を高めることができる。

本発明の表示シートでは、前記隔壁は、粒子の集合体であり、粒子間の隙間が前記空孔を構成していることが好ましい。
これにより、隔壁の構成が簡単となる。
本発明の表示シートでは、前記接着層は、熱可塑性を有する材料で構成されていることが好ましい。
これにより、簡単に、接着層を軟化させ、隔壁の空孔内へ浸透させることができる。

本発明の表示シートの製造方法は、表示面側に設けられた第１の基板と、前記第１の基板に対して対向配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられた表示層と、を有する表示シートの製造方法であって、
前記第２の基板上に多孔質な隔壁を形成し、前記隔壁によって形成された複数の領域内の各々に正または負に帯電した少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液を充填する工程と、
一方の面上に接着層が形成された前記第１の基板を、前記接着層が前記表示層側に位置するように前記隔壁上に載置し、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方を他方側へ押し付けることにより、前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着するとともに、前記接着層の一部を前記隔壁の先端部の空孔内に浸透させる工程と、を有していることを特徴とする。
これにより、簡単に、優れた機械的強度を有する表示シートを製造することができる。

本発明の表示シートの製造方法では、前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着する工程は、前記接着層を軟化させた状態で行うことが好ましい。
これにより、より確実に、接着層を隔壁の空孔内へ浸透させることができる。
本発明の表示シートの製造方法では、前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着する工程の後に、前記隔壁の空孔を介して前記領域内に分散媒を補充する工程を有していることが好ましい。
これにより、各領域内に分散液を充填する際に、分散媒の量を少なくすることができる。そのため、隔壁の先端部に分散媒が付着することを抑制することができ、隔壁と接着層とをより強固に接着することができる。

本発明の表示装置は、本発明の表示シートを備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する表示装置が得られる。
本発明の表示装置では、前記第２の基板は、シート状の基部と、前記基部の前記第１の基板側に形成された電極とを有し、
前記電極を覆う電極保護層を有していることが好ましい。
これにより、分散液による電極の腐食を防止することができる。
本発明の表示装置では、前記電極保護層は、前記隔壁と一体的に形成されていることが好ましい。
これにより、画素電極保護層を簡単に形成することができる。
本発明の電子機器は、本発明の表示装置を備えることを特徴とする。
これにより、優れた信頼性を有する電子機器が得られる。

本発明の表示装置の第１実施形態を示す断面図である。 図１に示す表示装置の平面図（上面図）である。 図１に示す表示装置の部分拡大断面図である。 図１に示す表示装置の効果を説明する断面図である。 図１に示す表示装置の駆動を説明する断面図である。 図１に示す表示装置の製造方法を説明する断面図である。 図１に示す表示装置の製造方法を説明する断面図である。 図１に示す表示装置の製造方法を説明する断面図である。 本発明の表示装置の第２実施形態を示す概略斜視図である。 図９に示す表示シートの断面図である。 本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。 本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。

以下、本発明の表示シート、表示シートの製造方法、表示装置および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
１．表示装置
まず、本発明の表示シートを組み込んだ表示装置について説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の表示装置の第１実施形態を示す断面図、図２は、図１に示す表示装置の平面図（上面図）、図３は、図１に示す表示装置の部分拡大断面図、図４は、図１に示す表示装置の効果を説明する断面図、図５は、図１に示す表示装置の駆動を説明する断面図、図６、図７および図８は、それぞれ、図１に示す表示装置の製造方法を説明する断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。また、図１に示すように、表示装置の平面視にて互いに直交する２方向を「Ｘ方向」および「Ｙ方向」とする。他の図についても同様である。

図１に示す表示装置（本発明の表示装置）２０は、粒子の泳動を利用して所望の画像を表示する電気泳動表示装置である。この表示装置２０は、表示シート（フロントプレーン）２１と、回路基板（バックプレーン）２２とを有している。
図１に示すように、表示シート２１は、平板状の基部２と基部２の下面に設けられた第２の電極４とを備える基板（第１の基板）１２と、基板１２の下面（電極４の下面）に形成された接着層１３と、接着層１３と回路基板２２との間に位置する表示層４００とを有している。このような表示シート２１では、基板１２の上面が表示面１２１を構成している。
また、表示層４００は、格子状に形成された隔壁９と、隔壁９によって仕切られた各セルＳに充填された分散液１００とを有している。分散液１００は、負に帯電した第１の粒子（電気泳動粒子）Ａと、正に帯電し、第１の粒子Ａと異なる色相を有する第２の粒子（電気泳動粒子）Ｂとを分散媒７に分散させたものである。

一方、回路基板２２は、平板状の基部１と基部１の上面に設けられた複数の第１の電極３とを備える対向基板（第２の基板）１１と、この対向基板１１に設けられた図示しない回路とを有している。このような回路は、例えば、マトリックス状に配列されたＴＦＴ（スイッチング素子）と、ＴＦＴに対応して形成されたゲート線およびデータ線と、ゲート線に所望の電圧を印加するゲートドライバーと、データ線に所望の電圧を印加するデータドライバーと、ゲートドライバーとデータドライバーの駆動を制御する制御部とを有している。
このような表示装置２０では、対向基板１１が表示シート２１の第２の基板を兼ねている。

以下、各部の構成について順次説明する。
基部１および基部２は、それぞれ、シート状（平板状）の部材で構成され、これらの間に配置される各部材を支持および保護する機能を有する。各基部１、２は、それぞれ、可撓性を有するもの硬質なもののいずれであってもよいが、可撓性を有するものであるのが好ましい。可撓性を有する基部１、２を用いることにより、可撓性を有する表示装置２０、すなわち、例えば電子ペーパーを構築する上で有用な表示装置２０を得ることができる。

基部１、２を、可撓性を有するものとする場合、その構成材料としては、透明性の高いガラスまたは樹脂が挙げられる。前記樹脂としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のポリエステル、ポリエチレン等のポリオレフィン、変性ポリオレフィン、ポリアミド、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマー等、またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して用いることができる。

基部１、２の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、特に限定されないが、可撓性を有するものとする場合、２０μｍ以上、５００μｍ以下程度であるのが好ましく、２５μｍ以上、２５０μｍ以下程度であるのがより好ましい。これにより、表示装置２０の柔軟性と強度との調和を図りつつ、表示装置２０の小型化（特に薄型化）を図ることができる。

これらの基部１、２の表示層４００側の面、すなわち、基部１の上面および基部２の下面に、それぞれ、膜状をなす第１の電極３および第２の電極４が設けられている。本実施形態では、第２の電極４が共通電極とされ、第１の電極３がＸ方向およびＹ方向に、マトリックス状に分割された個別電極（ＴＦＴに接続された画素電極）とされている。表示装置２０では、１つの第１の電極３と第２の電極４とが重なり合う領域が１つの画素を構成している。

電極３、４の構成材料としては、それぞれ、実質的に導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、金、銀、銅、アルミニウムまたはこれらを含む合金等の金属材料、カーボンブラック、グラフェン、カーボンナノチューブ、フラーレン等の炭素系材料、ポリアセチレン、ポリフルオレン、ポリチオフェンまたはこれらの誘導体等の電子導電性高分子材料、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート等のマトリックス樹脂中に、ＮａＣｌ、Ｃｕ（ＣＦ_３ＳＯ_３）_２等のイオン性物質を分散させたイオン導電性高分子材料、インジウム酸化物（ＩＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）、酸化亜鉛等の導電性酸化物材料のような各種導電性材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、電極３、４の平均厚さは、それぞれ、構成材料、用途等により適宜設定され、例えば、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度である。

ここで、各基部１、２および各電極３、４のうち、表示面１２１側に配置される基部および電極は、それぞれ、光透過性を有するもの、すなわち、実質的に透明（無色透明、有色透明または半透明）とされる。本実施形態では、基板１２の上面が表示面１２１を構成するため、少なくとも基部２および第２の電極４は、実質的に透明とされる。これにより、表示装置２０に表示された画像を表示面１２１側から目視により容易に認識することができる。

基板１２と対向基板１１との間には、それらの縁部に沿って封止部５が設けられている。この封止部５により、表示層４００が気密的に封止されている。これにより、表示装置２０内への水分の浸入を防止して、表示装置２０の表示性能の劣化をより確実に防止することができる。
封止部５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、オレフィン系樹脂のような熱可塑性樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂、フェノール系樹脂のような熱硬化性樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。

基板１２の下面には、接着層１３が形成されている。接着層１３は、基部２および電極４と同様、実質的に無色透明である。
このような接着層１３は、後述するように、表示層４００が有する隔壁９と基板１２とを接合するのに用いられる層である。また、接着層１３は、電極４と分散媒７との接触を防止する機能も有しており、これにより、電極４の腐食劣化を防止することができる。また、電極４と第１、第２の粒子Ａ、Ｂとの接触を阻止し、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの電極４への固着を防止する機能も有している。

接着層１３は、接着性を有し、熱により軟化し易い材料で構成されているのが好ましい。このような材料としては、例えば、ウレタン樹脂、尿素樹脂、エステル樹脂、エーテル樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やエチレンメタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ樹脂）などのエチレン重合体、アクリル樹脂、ブタジエン系エラストマーなどの熱可塑性樹脂が挙げられる。

なお、接着層１３の耐熱性を上げるために、前述したような熱可塑性樹脂に、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、シアノアクリレート、シランカップリング剤、メラミン化合物、フェノール化合物などの熱硬化性の材料を添加しても良い。また、熱可塑性樹脂に、繊維状の微細粒子や粒子状のナノ粒子を混合してもよい。これにより、接着層１３の下面（表示層４００に臨む面）に微小凹凸が形成され、平坦面の場合と比較して表面積を大きくすることができる。そのため、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの保持性が向上するとともに、第１、第２粒子Ａ、Ｂの堆積厚さを稼ぐことができ、高コントラストの表示が可能となる。

ここで、後述する製造方法でも説明するように、表示装置２０の製造工程には、隔壁９の先端部を軟化した接着層１３に押し付けることにより、隔壁９の先端部に接着層１３を浸透させる工程が存在する。このような工程を円滑かつ確実に行うために、接着層１３の軟化温度（ビカット軟化温度）を、例えば、５０℃以上、８０℃以下程度とするのが好ましい。また、本工程時の隔壁９の変形を抑制するために、接着層１３を隔壁９よりも柔らかく構成するのが好ましい。すなわち、隔壁９の構成材料のヤング率よりも低い材料で接着層１３を構成するのが好ましい。接着層１３の構成材料のヤング率としては、特に限定されず、隔壁９の構成材料によっても異なるが、例えば、０．０１ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以下程度であるのが好ましい。
接着層１３の平均厚さとしては、特に限定されないが、１μｍ以上、５μｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、接着層１３を充分に隔壁９の先端部へ浸透させることができる。また、電極３、４間の電圧降下を抑制できるため、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの保持性の低下を抑制することができる。

対向基板１１の上面には、画素電極保護層１４が形成されている。画素電極保護層１４は、電極３と分散媒７との接触を阻止し、電極３の腐食劣化を防止する機能と、電極３と第１、第２の粒子Ａ、Ｂとの接触を阻止し、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの電極３への固着を防止する機能とを有している。このような画素電極保護層１４は、隔壁９と一体的に形成されている。
画素電極保護層１４の厚さとしては、特に限定されないが、０．１μｍ以上、２μｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、画素電極保護層１４の機能を発揮することができるとともに、その厚さを薄く抑えることができる。そのため、電極３、４間の電圧降下をより効果的に抑制することができる。

図１に示すように、表示層４００は、格子状に形成され、多孔質体である隔壁９と、隔壁９によって仕切られた各セルＳに充填された分散液１００とを有している。また、各セルＳ内には、１つの電極３が配置されている。各セルＳ内に配置される電極３の数は、１つに限定されず、２つ以上であってもよい。
隔壁９は、対向基板１１の上面に形成されている。図２に示すように、隔壁９は、表示層４００の平面視にて、Ｘ方向に延在し、Ｘ方向と直交するＹ方向に等間隔に並設された第１の隔壁９１と、Ｙ方向に延在し、Ｘ方向に等間隔に並設された第２の隔壁９２とを有し、これらが互いに交差している。

このような隔壁９は、実質的に、無色透明である。以下、隔壁９の構成（形状）について詳細に説明するが、第１、第２の隔壁９１、９２は、互いに同様の構成であるため、以下では、１つの第１の隔壁９１について代表して説明し、他の隔壁については、その説明を省略する。
図３に示すように、第１の隔壁９１は、多孔質体であり多数の空孔９１１を有している。第１の隔壁９１は、対向基板１１から基板１２側へ突出して形成されており、その先端部が接着層１３と接着されている。また、第１の隔壁９１の先端部の空孔９１１内に、接着層１３が浸透している。これにより、第１の隔壁９１と接着層１３との接触面積（接着に寄与する面積）を大きくすることができるため、第１の隔壁９１と接着層１３とを強固に接着することができる。また、不規則に形成された空孔９１１内に接着層１３が浸透することにより、アンカー効果が発揮され、これにより、第１の隔壁９１と接着層１３との接着強度がより向上する。

また、第１の隔壁９１は、その幅が基板１２側に向けて漸減するテーパー状をなしている。したがって、第１の隔壁９１は、基端部のよりも先端部の幅が狭くなっている。第１の隔壁９１をテーパー状とすることにより、第１の隔壁９１の機械的強度が向上するとともに、表示面１２１の開口率が高まる。第１の隔壁９１の基端の幅Ｗ１と、先端の幅Ｗ２は、２Ｗ２≦Ｗ１≦４Ｗ２の関係を満たすのが好ましい。これにより、上記の効果を顕著に発揮することができるとともに、第１の隔壁９１が過度に太くなってしまうのを防止でき、各セルＳの肥大化、解像度の低下を防止することができる。
また、表示面１２１の開口率を高くするために、先端側の幅Ｗ２をなるべく狭くするのが好ましい。幅Ｗ２としては、特に限定されないが、１μｍ以上、５μｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、第１の隔壁９１と接着層１３との接触面積を充分に大きく確保しつつ、表示面１２１の開口率を高くすることができる。

また、第１の隔壁９１の高さとしては、特に限定されないが、例えば、５μｍ以上、５０μｍ以下程度であるのが好ましい。これにより、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの移動距離を短くしつつ、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの遮蔽性を確保することができる。そのため、高い応答速度を発揮しつつ高コントラストの表示が可能となる。また、第１の隔壁９１のアスペクト比（高さ／幅）としては、特に限定されないが、１〜５０程度であるのが好ましい。

このような第１の隔壁９１では、空孔９１１を介した分散媒７の移動が許容されているが、空孔９１１を介した第１、第２の粒子Ａ、Ｂの移動が規制されている。すなわち、隣り合うセルＳ間での分散媒７の行き来は可能であるが、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの行き来は不可能である。これにより、各セルＳの圧力（内圧）を均一に均すことができ、所定のセルＳへの応力集中を防止することができる。

具体的には、図４に示すように、表示面１２１の所定箇所が押圧されることにより基板１２が凹没変形し、前記所定箇所に対応するセルＳ’内の体積が減少して内圧が上昇すると、セルＳ’内の分散媒７が隔壁９を介して隣り合うセルＳ”内へ移動し、セルＳ’の内圧の上昇が吸収、緩和される（各セルＳの内圧が均等に均される）。そのため、装置の破損、特に接着層１３からの隔壁９の剥離を効果的に防止でき、優れた機械的強度を発揮することができる。
また、第１、第２の粒子Ａ、Ｂを、収容されたセルＳからそれ以外のセルＳに移動することができなくしているため、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの偏りを確実に防止でき、優れた画像表示特性を経時的に維持することができる。

隔壁９の空孔率（空間率）としては、特に限定されないが、５％以上、５０％以下程度であるのが好ましい。これにより、隔壁９の機械的強度を充分に維持しつつ、前述のような分散媒７の移動を円滑に行うことができる。また、空孔９１１の平均径としては、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの移動を規制することができれば特に限定されず、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの粒径によっても異なるが、例えば、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの粒径が２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以下程度の場合では、１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度とすることができる。

隔壁９の構成材料としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、尿素樹脂、エステル樹脂、エーテル樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やエチレンメタクリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン環状オレフィン共重合体（ＣＯＣ樹脂）などのエチレン重合体、ブタジエン系エラストマーなどの熱可塑性樹脂や、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、シアノアクリレート、シランカップリング剤、メラミン化合物、フェノール化合物などの熱硬化性樹脂を用いることができる。また、必要に応じて紫外線重合開始剤を添加し、紫外線硬化性（光硬化性）を付与しても良いし、粒形または非粒形の無機酸化物粒子、金属粒子等を混合してもよい。

このような隔壁９は、接着層１３よりも硬いのが好ましい。すなわち、接着層１３の構成材料のヤング率よりも高い材料で隔壁９を構成するのが好ましい。これにより、表示装置２０の製造工程において、隔壁９の不本意な変形を抑制することができ、隔壁９と接着層１３との接合をより確実に行うことができる。隔壁９の構成材料のヤング率としては、特に限定されず、接着層１３の構成材料によっても異なるが、例えば、５００ＭＰａ以上、１０ＧＰａ以下程度であるのが好ましい。

なお、隔壁９を熱可塑性樹脂で構成する場合、隔壁９の軟化温度（ビカット軟化温度）は、接着層１３の軟化温度よりも高いことが好ましい。隔壁９の軟化温度としては、特に限定されず、接着層１３の軟化温度によっても異なるが、８０℃以上、１２０℃以下程度であるのが好ましい。また、隔壁９の軟化温度としては、接着層１３の軟化温度よりも３０℃程度高いのが好ましい。これにより、隔壁９は軟化していないが、接着層１３は軟化している状態を簡単に実現することができ、隔壁９と接着層１３との接着を簡単かつ確実に行うことができる。
また、隔壁９の軟化温度は、分散媒７の沸点よりも低いことが好ましく、分散媒７の沸点よりも２０℃以上低いことがより好ましい。これにより、表示装置２０の製造中に、隔壁９を軟化させるために加える熱によって、分散媒７が蒸発してしまうのを効果的に防止することができる。

このような隔壁９によって形成された各セルＳは、分散液１００で満たされている。分散液１００は、負に帯電した第１の粒子Ａと、正に帯電し第１の粒子Ａと異なる色相を有する第２の粒子Ｂとを分散媒７に分散してなるものである。第１、第２の粒子Ａ、Ｂの色（色相）としては、特に限定されず、白色、黒色、灰色などの無彩色や、赤色、青色、緑色などの有彩色のうちから、２色を任意に選択し組み合わせることができる。例えば、白黒表示を実現する場合には、第１、第２の粒子Ａ、Ｂのいずれか一方を白色とし、他方を黒色とすれば良い。

第１、第２の粒子Ａ、Ｂには、それぞれ、電荷を有するものであれば、いかなるものをも用いることができ、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化クロム、酸化ジルコニウム等の酸化物系粒子や、窒化ケイ素、窒化チタン等の窒化物系粒子、硫化亜鉛等の硫化物系粒子、硼化チタン等の硼化物系粒子、クロム酸ストロンチウム、アルミン酸コバルト、亜クロム銅、ウルトラマリン等の無機顔料粒子、アゾ系、キナクリドン系、アントラキノン系、ジオキサジン系、ペリレン系等の有機顔料粒子などを用いることができる。また、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、尿素系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスチレン、ポリエステル等で構成された樹脂粒子の表面に顔料を塗布した複合粒子を用いることもできる。

また、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの平均粒子径は、それぞれ、特に限定されないが、２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以下程度であるのが好ましい。平均粒子径が２００ｎｍ未満であると充分な色度が得られず、表示コントラストが低下して表示が不鮮明になることがある。逆に、平均粒子径が３００ｎｍを超えると粒子自体の着色度を必要以上に高くする必要があり、顔料などの使用量が増大することや、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの速やかな移動が困難となり、その応答速度が低下することがある。
なお、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの平均粒子径は、動的光散乱式粒度分布測定装置（例えば、製品名：ＬＢ−５００、（株）堀場製作所製）で測定した体積平均粒子径を意味する。後述する白色粒子Ａについても同様である。

分散媒７としては、沸点が１５０℃以上で気化し難く、比較的高い絶縁性を有するものが好適に使用される。かかる分散媒７としては、例えば、ブタノールやグリセリン等のアルコール類、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、酢酸ブチル等のエステル類、ジブチルケトン等のケトン類、ペンタン等の脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、キシレン等の芳香族炭化水素類、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン等の芳香族複素環類、アセトニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等のアミド類、カルボン酸塩、シリコーンオイルまたはその他の各種油類等が挙げられ、これらを単独または混合物として用いることができる。

中でも、分散媒７としては、脂肪族炭化水素類（流動パラフィン）またはシリコーンオイルを主成分とするものが好ましい。流動パラフィンまたはシリコーンオイルを主成分とする分散媒７は、疎水性であり、第１、第２の粒子Ａ、Ｂの凝集抑制効果が高いことから好ましい。これにより、表示装置２０の表示性能が経時的に劣化するのをより確実に防止または抑制することができる。また、流動パラフィンおよびシリコーンオイルは、不飽和結合を有しないため耐候性に優れ、安全性も高いという点からも好ましい。

以上、表示装置２０の構成について詳細に説明した。このような表示装置２０によれば、基板１２と隔壁９とを強固に接合することができるため、機械的強度（特に、湾曲変形に対する強度）を高めることができる。また、セルＳ間で分散媒７の移動が可能であるため、セルＳの内圧が過度に高まることを防止することができ、この点からも機械的強度が高められている。また、基板１２と隔壁９とが強固に接合されているため、各セルＳを他のセルＳから確実に分離でき、隣り合うセルＳ間での第１、第２の粒子Ａ、Ｂの移動（行き来）を防止することができる。そのため、表示層４００内での第１、第２の粒子Ａ、Ｂの偏りが防止され、優れた表示特性を発揮、維持することができる。

このような表示装置２０は、例えば、次のようにして駆動する。
−第１の粒子の色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が負電位、第２の電極４が正電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の第１、第２の粒子Ａ、Ｂに作用する。すると、負に帯電する第１の粒子Ａが第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集まるとともに、正に帯電する第２の粒子Ｂが第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集まる。これにより、図５（ａ）に示すように、表示面１２１に、第１の粒子Ａの色が表示される。

−第２の粒子の色表示状態−
第１の電極３と第２の電極４との間に、第１の電極３が正電位、第２の電極４が負電位となる電圧を印加すると、当該電圧印加により発生した電界が表示層４００中の第１、第２の粒子Ａ、Ｂに作用する。すると、負に帯電する第１の粒子Ａが第１の電極３側に泳動して第１の電極３に集まるとともに、正に帯電する第２の粒子Ｂが第２の電極４側に泳動して第２の電極４に集まる。これにより、図５（ｂ）に示すように、表示面１２１に、第２の粒子Ｂの色が表示される。
このような表示色の選択をセルＳ（画素）毎に行うことにより、表示面１２１に所望の画像を表示することができる。

次に、表示装置２０の製造方法について説明する。
表示装置２０の製造方法は、対向基板１１上に隔壁９を形成し、隔壁９によって形成された複数のセルＳ内の各々に分散液１００を充填することにより表示層４００を形成する工程と、接着層１３が形成された基板１２を、接着層１３が表示層４００側に位置するように表示層４００上に載置し、基板１２および対向基板１１の少なくとも一方を他方側へ押し付けることにより、隔壁９の先端部と接着層１３とを接着するとともに、接着層１３の一部を隔壁９の先端部の空孔９１１内に浸透させる工程とを有している。以下、各工程について詳細に説明する。

［１］
まず、図６（ａ）に示すように、対向基板１１を用意し、この対向基板１１に隔壁９および画素電極保護層１４を同時形成（一体形成）する。隔壁９および画素電極保護層１４の形成方法としては、特に限定されず、フォトリソグラフィー技法とエッチング技法によりパターニングする方法や、スクリーン印刷などの印刷法や、金型で凹凸を付けるインプリント法などを用いることができるが、代表して、インプリント法を用いる場合について説明する。

まず、粒子状に形成された熱可塑性樹脂（原料）９０’を溶媒に分散してなる塗布液を用意し、図６（ｂ）に示すように、この塗布液を対向基板１１上に塗布し、乾燥させて溶媒を除去することにより、粒子状の熱可塑性樹脂９０’の集合体である樹脂層９０を形成する。
次に、図６（ｃ）に示すように、対向基板１２を熱可塑性樹脂９０’の軟化温度よりも高い温度（例えば、１５０〜２００℃程度）に加熱しながら、樹脂層９０に金型９００を押し当て、対向基板１１上に隔壁形状を転写形成する。この際、対向基板１２が熱可塑性樹脂９０’の軟化温度以上に加熱されているため、樹脂層９０の対向基板１１付近の領域では粒子状の熱可塑性樹脂９０’が軟化して互いに一体化する。すなわち、樹脂層９０の対向基板１１付近の領域は、熱可塑性樹脂９０’が粒子としての形状を維持できず、加えて金型９００によって押し潰されることにより、内部にほとんど隙間のないシート状に形成される。

一方、樹脂層９０の基板１２側の領域へは対向基板１１の熱が伝わり難いため、当該領域の軟化が防止される。したがって、樹脂層９０の基板１２側の領域では熱可塑性樹脂９０’が粒子状を保つこととなる。なお、冷却等によって金型９００の温度をより低く（例えば１０〜２０℃程度）保ちつつ本工程を行うことにより、樹脂層９０の基板１２側の領域の昇温をより確実に防止することができる。

その後、原料によっても異なるが、例えば紫外線を照射することにより樹脂層９０を硬化することにより、図７（ａ）に示すように、隔壁９および画素電極保護層１４が一体的に形成される。なお、画素電極保護層１４は、熱可塑性樹脂が軟化してシート状に再形成された部分で構成されているため、電極３と分散媒７との接触を確実に防止することができる。隔壁９は、熱可塑性樹脂が粒子状を保っている部分で構成されているため、粒子間に形成された隙間が空孔を構成する多孔質なものとなる。

なお、隔壁９および画素電極保護層１４は、前述した塗布液に換えて、比較的嵩高い非球状のシリカ等の無機酸化物ナノ粒子（または金属ナノ粒子）とバインダーとを溶媒に分散してなる塗布液を用い、前述と同様の工程を行うことにより形成することができる。また、アルキル基などの比較的長い疎水基を末端に有する樹脂を用いてミセル化することにより、三次元で分岐する疎水性ナノサイズのトンネル（空隙）を隔壁９内に形成する方法を用いてもよい。

［２］
次に、図７（ｂ）に示すように、各セルＳに分散液１００を充填する。この際、分散媒７をセルＳいっぱいに充填せず、例えば、セルＳの体積の６０％以下程度となるように充填する。これにより、隔壁９の先端部、すなわち接着層１３と接着する部分に分散媒７が付着し、接着層１３との接着力が低下してしまうのを効果的に抑制することができる。分散液１００の充填方法としては、特に限定されないが、例えば、インクジェット法を用いることができる。なお、本工程では、各セルＳ内へ第１、第２の粒子Ａ、Ｂのみを充填し、分散媒７の充填を行わなくてもよい。

［３］
次に、接着層１３が形成された基板１２を用意する。接着層１３の形成方法は、特に限定されないが、原料（接着性の樹脂材料）を溶媒に分散してなる塗布液を基板１２上（第２の電極４の表面）に塗布して樹脂層を形成し、この樹脂層を乾燥して溶媒を除去することにより形成することができる。塗布液の塗布方法としては、例えば、グラビアコート、コンマコート、ワイヤーバーコート、リップコート、ダイコート、スクリーン印刷、インクジェット法を用いることができる。

［４］
次に、図７（ｃ）に示すように、接着層１３が表示層４００側に位置するように、基板１２を表示層４００に載置する。その後、接着層１３を５０〜８０℃程度（接着層１３の軟化温度以上）に加熱して軟化させ、その状態にて、基板１２を対向基板１１へ向けて押圧する。これにより、隔壁９の先端部が接着層１３の表面に圧着されるとともに、隔壁９の空孔９１１内に軟化した接着層１３が浸透する。このような構成によれば、隔壁９と接着層１３との接触面積が大きくなり、さらにアンカー効果が発生することにより隔壁９と接着層１３とが強固に接着する。なお、押圧方法は、特に限定されないが、熱ロールなどを用いることができる。熱ロールによれば、接着層１３の加熱（軟化）と基板１２の対向基板１１への押圧とを同時に行うことができる。

［５］
次に、図８（ａ）に示すように、隔壁９を介して各セルＳ内へ分散媒７を充填、補充し、各セルＳ内を分散液１００で満たすととともに空気を除去する。分散媒７の充填方法としては、特に限定されないが、例えば、前記［４］の工程で得られたシートを分散媒７で満たされた浴に浸漬させる浸漬法や、前記［４］の工程で得られたシートを真空（減圧）環境下におき、隔壁９を介して分散媒７を注入する減圧注入法や、隔壁を介して加圧した分散媒７を強制的に注入する加圧注入法などを用いることができる。
［６］
次に、図８（ｂ）に示すように、表示層４００の周囲に封止部５を形成することにより、表示装置２０が得られる。このような製造方法によれば、隔壁９と基板１２とが強固に接合され、優れた機械的強度を有する表示装置２０を製造することができる。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の表示装置の第２実施形態を示す概略斜視図、図１０は、図９に示す表示シートの断面図である。
以下、第２実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態にかかる表示装置は、表示シートが別体として構成されている以外は、前記第１実施形態と同様である。

図９に示すように、本実施形態の表示装置２０Ｂは、表示シート２１Ｂと、書き込み装置２２Ｂとを有している。
図１０に示すように、表示シート２１Ｂは、基板（第１の基板）１２Ｂと、基板１２Ｂと対向配置された基板（第２の基板）１１Ｂと、基板１２Ｂの下面に形成された接着層１３と、基板１２Ｂ、１１Ｂの間に設けられた表示層４００と、表示層４００を封止する封止部５とを有している。基板１２Ｂ、１１Ｂは、それぞれ、前述した第１実施形態の基板１２の基部２と同様の構成であるため、その説明は省略する。

書き込み装置２２Ｂは、表示シート２１Ｂに所望の画像（模様、色彩、文字、絵またはこれらの組み合わせ等）を書き込む際に使用する装置である。図９に示すように、書き込み装置２２Ｂは、台座２２１Ｂと、台座２２１Ｂ上に設けられたシート状の共通電極２２２Ｂと、先端に部分電極２２３Ｂが設けられた書き込みペン（入力具）２２４Ｂと、共通電極２２２Ｂおよび部分電極２２３Ｂ間に電圧を印加する電圧印加手段２２５Ｂとを有している。

このような表示装置２０Ｂは、例えば、次のように使用する。
まず、表示面１２１の全域が白色表示状態である表示シート２１Ｂを、表示面１２１を上側にして書き込み装置２２Ｂの共通電極２２２Ｂ上に載置する。次に、電圧印加手段２２５Ｂによって共通電極２２２Ｂおよび部分電極２２３Ｂ間に、部分電極２２３Ｂ側が低電位となる電圧を印加する。この状態で、書き込みペン２２４Ｂを表示面１２１に接触させつつ所望の軌跡で移動させることにより、その軌跡に対応するセルにて第１、第２粒子Ａ、Ｂの泳動が生じ、表示色が白色から黒色に変化する。

このような表示装置２０Ｂによれば、紙に鉛筆で文字等を描くのと同様の感覚で、表示シート２１Ｂの表示面１２１に所望の文字等を描くことができる。そのため、表示装置２０Ｂの操作性（操作感覚）が向上する。
このような第３実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上説明したような表示装置２０は、それぞれ、各種電子機器に組み込むことができる。電気泳動表示装置を備える本発明の電子機器としては、例えば、電子ペーパー、電子ブック、テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、電子新聞、ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等を挙げることができる。
これらの電子機器のうちから、電子ペーパーを例に挙げ、具体的に説明する。

図１１は、本発明の電子機器を電子ペーパーに適用した場合の実施形態を示す斜視図である。
図１１に示す電子ペーパー６００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体６０１と、表示ユニット６０２とを備えている。このような電子ペーパー６００では、表示ユニット６０２が、前述したような表示装置２０で構成されている。

次に、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態について説明する。
図１２は、本発明の電子機器をディスプレイに適用した場合の実施形態を示す図である。このうち、図１２中（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図である。
図１２に示すディスプレイ（表示装置）８００は、本体部８０１と、この本体部８０１に対して着脱自在に設けられた電子ペーパー６００とを備えている。なお、この電子ペーパー６００は、前述したような構成、すなわち、図１１に示す構成と同様である。

本体部８０１は、その側部（図１２（ａ）中、右側）に電子ペーパー６００を挿入可能な挿入口８０５が形成され、また、内部に二組の搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂが設けられている。電子ペーパー６００を、挿入口８０５を介して本体部８０１内に挿入すると、電子ペーパー６００は、搬送ローラ対８０２ａ、８０２ｂにより挟持された状態で本体部８０１に設置される。

また、本体部８０１の表示面側（図１２（ｂ）中、紙面手前側）には、矩形状の孔部８０３が形成され、この孔部８０３には、透明ガラス板８０４が嵌め込まれている。これにより、本体部８０１の外部から、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を視認することができる。すなわち、このディスプレイ８００では、本体部８０１に設置された状態の電子ペーパー６００を、透明ガラス板８０４において視認させることで表示面を構成している。

また、電子ペーパー６００の挿入方向先端部（図１２（ａ）中、左側）には、端子部８０６が設けられており、本体部８０１の内部には、電子ペーパー６００を本体部８０１に設置した状態で端子部８０６が接続されるソケット８０７が設けられている。このソケット８０７には、コントローラー８０８と操作部８０９とが電気的に接続されている。
このようなディスプレイ８００では、電子ペーパー６００は、本体部８０１に着脱自在に設置されており、本体部８０１から取り外した状態で携帯して使用することもできる。これにより、利便性が向上する。

以上、本発明の表示シート、表示シートの製造方法、表示装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、前述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

また、前述した実施形態では、隔壁９が格子状をなしていたが、隔壁９の構成（平面視形状）としては、特に限定されない。例えば、ハニカム状に構成されていてもよいし、Ｘ方向に延在し、Ｙ方向に間隔を隔てて配置された複数の隔壁で構成されていてもよい。前者の場合には、より機械的強度が増し、後者の場合には、より開口率を高めることができる。

１、２……基部 １００……分散液 １１Ｂ、１２Ｂ……基板 １１……対向基板 １２……基板 １２１……表示面 １３……接着層 １４……画素電極保護層 ２０……表示装置 ２０Ｂ……表示装置 ２１……表示シート ２１Ｂ……表示シート ２２……回路基板 ２２Ｂ……書き込み装置 ２２１Ｂ……台座 ２２２Ｂ……共通電極 ２２３Ｂ……部分電極 ２２４Ｂ……書き込みペン ２２５Ｂ……電圧印加手段 ３、４……電極 ４００……表示層 ５……封止部 ７……分散媒 ６００……電子ペーパー ６０１……本体 ６０２……表示ユニット ８００……ディスプレイ ８０１……本体部 ８０２ａ、８０２ｂ……搬送ローラ対 ８０３……孔部 ８０４……透明ガラス板 ８０５……挿入口 ８０６……端子部 ８０７……ソケット ８０８……コントローラー ８０９……操作部 ９……隔壁 ９０…樹脂層 ９０’……熱可塑性樹脂 ９００……金型 ９１……第１の隔壁 ９２……第２の隔壁 ９１１……空孔 Ａ……第１の粒子 Ｂ……第２の粒子 Ｓ……セル（領域） Ｗ１、Ｗ２……幅

Claims (12)

1. 表示面側に設けられた第１の基板と、
   前記第１の基板に対して対向配置された第２の基板と、
   前記第１の基板の前記第２の基板側に設けられた接着層と、
   前記接着層と前記第２の基板との間に設けられた表示層と、を有し、
   前記表示層は、該表示層を複数の領域に分割する隔壁と、各前記領域内に充填され、正または負に帯電した少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液と、を有し、
   前記隔壁は、多孔質であり、前記第１の基板側の端部が前記接着層と接着しているとともに、前記端部の空孔内に前記接着層が浸透していることを特徴とする表示シート。
2. 前記隔壁は、前記分散媒の通過を許容し、前記粒子の通過を規制する請求項１に記載の表示シート。
3. 前記隔壁は、前記第１の基板側へ向けて幅が漸減するテーパー状をなしている請求項１または２に記載の表示シート。
4. 前記隔壁は、粒子の集合体であり、粒子間の隙間が前記空孔を構成している請求項１ないし３のいずれかに記載の表示シート。
5. 前記接着層は、熱可塑性を有する材料で構成されている請求項１ないし４のいずれかに記載の表示シート。
6. 表示面側に設けられた第１の基板と、前記第１の基板に対して対向配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に設けられた表示層と、を有する表示シートの製造方法であって、
   前記第２の基板上に多孔質な隔壁を形成し、前記隔壁によって形成された複数の領域内の各々に正または負に帯電した少なくとも１種の粒子を分散媒に分散してなる分散液を充填する工程と、
   一方の面上に接着層が形成された前記第１の基板を、前記接着層が前記表示層側に位置するように前記隔壁上に載置し、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方を他方側へ押し付けることにより、前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着するとともに、前記接着層の一部を前記隔壁の先端部の空孔内に浸透させる工程と、を有していることを特徴とする表示シートの製造方法。
7. 前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着する工程は、前記接着層を軟化させた状態で行う請求項６に記載の表示シートの製造方法。
8. 前記隔壁の先端部と前記接着層とを接着する工程の後に、前記隔壁の空孔を介して前記領域内に分散媒を補充する工程を有している請求項６または７に記載の表示シートの製造方法。
9. 請求項１ないし５のいずれかに記載の表示シートを備えることを特徴とする表示装置。
10. 前記第２の基板は、シート状の基部と、前記基部の前記第１の基板側に形成された電極とを有し、
    前記電極を覆う電極保護層を有している請求項９に記載の表示装置。
11. 前記電極保護層は、前記隔壁と一体的に形成されている請求項１０に記載の表示装置。
12. 請求項９ないし１１のいずれかに記載の表示装置を備えることを特徴とする電子機器。

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